영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템 (Driving Control System applying Position Recognition Method of Ball Robot using Image Processing)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자학회
· 수록지 정보 : 전기전자학회논문지 / 25권 / 1호 / 148 ~ 155페이지
· 저자명 : 허남규, 이광민, 박성현, 김민지, 박성구, 정명진

초록

로봇 기술이 발전함에 따라 모바일 로봇의 주행 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 2륜 및 4륜의 휠을 기반으로 구성되는 모바일 로봇의 주행 시스템은 직선과 같은 단반향 주행에 장점이 있으나 방향 전환 및 제자리 회전에 단점을 가지고 있다. 볼을휠로 사용하는 볼 로봇은 전방향 이동에 장점이 있으나, 구조적인 불안정한 특성에 의해 균형을 유지하기 위한 자세 제어 및 이동을위한 주행 제어가 요구된다. 기존의 볼 로봇은 모터에 부착된 엔코더를 이용하여 주행제어를 위한 위치를 추정함으로써 오차가 누적되는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 영상처리를 통해 볼 로봇의 위치 좌표를 추정하고, 이를 주행 제어에 사용하는 주행 제어시스템을 제안하였다. 볼 로봇의 위치를 추정하기 위한 영상처리부, 통신부, 표시부 및 제어부를 포함하는 볼 로봇의 주행 제어 시스템을 설계 및 제작하고, 주행 제어 시스템을 적용한 볼 로봇의 주행 실험을 통해 x축 방향 ±50.3mm 및 y축 방향 ±53.9mm의 오차범위 이내에서 오차의 누적 없이 제어됨을 확인하였다.

영어초록

As robot technology advances, research on the driving system of mobile robots is actively being conducted. The drivingsystem of a mobile robot configured based on two-wheels and four-wheels has an advantage in unidirectional driving such asa straight line, but has disadvantages in turning direction and rotating in place. A ball robot using a ball as a wheel has anadvantage in omnidirectional movement, but due to its structurally unstable characteristics, balancing control to maintain attitudeand driving control for movement are required. By estimating the position from an encoder attached to the motor, conventionalball robots have a limitation, which causes the accumulation of errors during driving control. In this study, a driving controlsystem was proposed that estimates the position coordinates of a ball robot through image processing and uses it for drivingcontrol. A driving control system including an image processing unit, a communication unit, a display unit, and a control unitfor estimating the position of the ball robot was designed and manufactured. Through the driving control experiment applyingthe driving control system of the ball robot, it was confirmed that the ball robot was controlled within the error range of±50.3mm in the x-axis direction and ±53.9mm in the y-axis direction without accumulating errors.

참고자료

· 없음